Осциллографический фазометр

(6 (2 (2 Я 30 .В.фе8)тельсК 5/ ов во СССР О, 29. 10 7) Изобретенмерительной относитс нике и м к радиожет быть и и связи, лированные ечивает по и и ользовано иолок ьппение точност змерени дноэн сти визуальнб метров приним нного сигнала новных паоценки о мого фаз утем под манип влени иро- ложГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1) 12477781) 4038064/24-212) 19.03,86(56) Авторское свидУ 1247778, кл. С 01 СЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФА де применяются фазоманип игналы. Изобретение обес ных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам. Предложенный фазометр содержит генератор1 развертки, электронный коммутатор2, гетеродин 3, смеситель 4, усилители 5 и 14 промежуточной частоты, ключи 6 и 23, линию 7 задержки, накопитель 8, ЭЛТ 9, генератор 10 опорногонапряжения, фазовращатель 11 на 90,усилитель 12, горизонтальный электродвторой ЭЛТ 13, амплитудный детектор20, вторую и третью линии задержки21 и 24, элемент 22 совпадения, перемножитель 25 и фильтр 26. Накопитель8, функциональная схема которого приводится в описании изобретения, содержит три блока умножения частоты,два анализатора спектра, два блокасравнения, два пороговых элемента иэлемент ИЛИ. 3 ил.1133058 Осе Т,передачи смеси15 0Т 20 25 30 гдето =,(1 аЧ)= р" р62 Р а 2, ьйг ) 2 йм . 2 Гр ВЬ З 5 Цк, И) деляется только напряжение промежуточной частоты и, (С)-и,Саы а, -д+к) +Ю,) 1 где 0- -К 0 0 п 2 с г К - коэффициент теля, Я Ц-Ю, - промежуточная частота,р)р = ( (сЭто напряжение .представляет собой преобразованный по частоте сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией (ЛЧМ-ФМн).В процессе перестройки гетеродина 3 непрерывный ФМн-сигнал попадает в полосу пропускания ьГ усилителя 5 промежуточной частоты четырежды: по зеркальному каналу на частоте Я , по основному каналу на частоте а , по первому комбинационному каналу на частоте ы и по второму комбинационному каналу на частоте и(фиг. 3). При этом.на выходе амплитудного детектора 20 в каждом периоде Т перестройки гетеродина 3 образуются 4 импульса (фиг. Зб) с параметрами. 14ФМн-сигнала только по основному кана.лу на частоте у, (фиг. З,г). Данный импульс поступает на управляющий вход ключа 23, открывая его. В исходном состоянии ключи 6 и 23 всегда закрыты. При этом сигнал Б (г.) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 23 поступает на вход перемножителя 25 и на вход линии 24 задержки, на выходе которой образуется сигнал где ь - время задержки линии 24 за."рдержки.1Напряжение 0 (С) подается на вход перемножителя 25. Линия 24 задержки, перемножитель 25 и полосовой фильтр 26 образуют автокоррелятор, на выходе которого (фильтра 26) по- является сигнал биений частота сигнала биений,начальная фаза сигналабиений,де (, Т, - длительность и временнойинтервал между импульсами, образованными приприеме сигнала по основ- ч 0ному и зеркальному каналам;,Т - длительность и временнойинтервал между импульсами, образованными при 45приеме сигнала по первому и второму комбинационным каналам. Указанные импульсы поступают на . 50 первый вход элемента 22 совпадения и на вход линии 21 задержки, время задержкикоторой выбирается равнымаТ,.Задержанные импульсы с выхода линии 21 задержки (фиг. 3) поступают на второй вход элемента 22 совпадения, на выходе которого образуется один импульс, соответствующий приему Указанный сигнал представляет собой фазоманипулированный сигнал на частоте биений ;линейная частотная модуляция в нем уже отсутствует.Сигнал Б, с выхода фильтра 26 поступает на вход накопителя 8, где он после накопления и превышения порогового уровня Б воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, отключая гетеродин 3 от генератора 1 развертки, на управляющий вход ключа 6,. открывая его, и на вертикальный электрод первой пары ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. С этого момента процесс поиска ФМн-сигналов прекращается.Накопитель 8 может быть выполнен в различных вариантах.Накопитель, показанный на фиг.2, представляет собой три параллельно включенных канала, сбединенных с пер13 сов(8 и+8 Чпр )30 0 с с Т 5 13305 вым входом. Каждый иэ каналов, например первый, содержит последовательно включенные умножитель 15 анализатор 16 спектра, блок 17, сравнения и пороговый элемент 18,. Вторые входы пороговых элементов 18 соединены с вторым входом накопителя, а выходы пороговых элементов, являющиеся выходами каждого канала, соединень с входами элемента ИЛИ 19, выход ко торого является выходом накопителя.Первый вход накопителя через дополнительный анализатор 16, спектра соединен с вторыми входами блоков 17-17 сравнения, а умножители 15, 15 и 15 15 э частоты имеют коэффициенты умножения соответственно 2,4,8.Если на вход накопителя 8 поступает ФМн сигнал р, (С)=0 то на выходе каждого из умножителей 15 15 и 15 частоты образуются гармонические колебания соответственно. У,Усов(2(а +2 ср); У (.) ю Ур сов(4 а+4 Цр ) 1 Так как 2, (С) = 0,2 .; 4.р(-) = 0,4; 8 ьр,(.) = 0,8 , то в указанных колебаниях манипуляции фазы уже отсутствуют, Ширина спектра второй гаРмоники Ь Г, четвеРтой Лйа и восьМой дГ определяется длительностью сигнала (ЬЕ = ЛГа = ЬВ 1 Пс)тогда как ширина спектра ФМн-сигнала определяется длительностью его эле 1 ментарных посылок.(ЛГ = в в , т.е. ширина спектра указанных гармоник стала в 11 раз меньше ширины спектра входного сигнала:45 Следовательно, при умножении частоты ФМн-сигнала на два, четыре и восемь спектр ."сворачивается" в И раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе накопиТеля меньше мощности шумов. Ширинаспектра ьЙ входного сигнала измеряется с помощью анализатора 16, спектра, ширина спектра второй д Г, четвер 81 6той Ь Г 4 и восьмой Ь Г, гармоник сигнала измеряется с помощью анализаторов 16, 16и 1 а :пектра соответственно. Напряжения У, У , У, пропорциональные ЬГ ЛГ 4 и Л Г соответственно, с выходов анализаторов 161, 16 и 16 а спектра поступают на первые входы блоков 17, 17 и 17 э сравнения, на вторые входы которых подается напряжение У с выхода анализатора 16, спектра, пропорциональное Л ГС Так как УУ, 13У , У13 , то на выходе блоков 17 17 и 17 образуются положительные импульсы, которые превышают пороговый уровень У, в пороговых элементах 18, 18 и 18 и через элемент ИЛИ 19 поступают на выход.Если на вход накопителя 8 поступает сигнал с двукратной фазовой манипуляцией 1 ФМь, як(.) = О,/2,Т 3(2, то на выходе умножителя 15 частоты на два, образуется фазоманипулированный сигнал р,(Т) = 0, 2 к, 33, а на выходах умножителей 152 и 15 частоты на четыре и восемь образуются гармонические колебания У (1) и У.соответственно, т.е, в указанных каналах осуществляется свертка входного сигнала.Если на вход устройства поступает сигнал с трехкратной фазовой мани 7 3 пуляцией р (г.) = 0к42ар 5 3, - 7 л 1--п --то свертка424 его спектра осуществляется толькона выходе умножителя 15 частоты навосемь; при этом положительное напряжение формируется только на выходеблока 17 З сравнения. Время накопления и пороговый уровень в накопителе 8 выбирают такими, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. При этом на экране ЭЛТ 9 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту принимаемого ФМн-сигнала.Для визуальной оценки величины скачков фазы Лч и кратности фаэовой манипуляции принимаемого ФМн-сигнала используют вторую ЭЛТ 13 с круговой разверткой, причем круговая развертка формируется с помощью генератора 10 опорного напряжения, частота Яо которого равна частоте биения ц приЕ нимаемого ФМн-сигнала (и =Я,). На 1330581пряжение генератора 10 поступает через усилитель 14 на вертикальный электрод, а через фазовращатель 11 и усилитель 12 - на горизонтальный элект 5 род второй ЭЛТ 13, на управляющий электрод которой через открытый ключ 6 поступает ФМн-сигнал Б 5(Т) с выхода полосового фильтра 26. Следовательно, напряжение генератора 10 йспользуется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 13, а.принимаемый ФМн сигнал на частоте биений осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛТ 13 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности. Количество точек определяет кратность фазовой манипуляции ш, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого ФМн-сигнала. При неравенстве частот ци а 5 якркостные метки будут двигаться по окружности с разностной частотой.Времязадержки линии 7 задержЭ5 ки выбирают таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМн-сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах ЭЛТ 9 и 13, По истечении этого времени напряжение с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса накопителя 8 и сбрасывает его элементы 18 18 и 18 э в начальное состояние. Пригэтом электронный коммутатор 2 переводится в свое исходное состояние,35 при котором гетеродин 3 оказывается подключенным к выходу генератора 1 развертки, а ключ 6 закрывается. С этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск ФМн сигналов прекращаются, В случае обнаружения следующего ФМн-сигнала фазометр работает аналогично описанному,Таким образом, предлагаемый осциллографический фазометр обеспечивает повышение точности и бднозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого ФМн-сигнала, что достигается путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналамФормула и э обретенияОсциллографический фазометр по авт. св. У 1247778, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, в него введены последовательно включенные между выхо-. дом усилителя промежуточной частоты и входами ключа и накопителя амплитудный детектор, вторая линия задержки, элемент совпадения, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, третья линия задержки, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, и полосовой фильтр.1330581 Составитель А.ШубинРедактор А.Лежнина Техред В.Кадар ректор А,З осов дПрОизводственно-полиграфическое предприят аказ 3579/48 Тираж 730 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 313035, Москва, Ж, Р